對于滾動軸承和滾珠絲杠來說，機床在進行加工制造的過程中產生的升溫會導致軸承間隙的游動和絲杠的伸長，從而直接對加工的精度造成影響。針對此種問題，必須對其間隙進行消除以提高滾動軸承和滾珠絲杠的旋轉精度和負載剛度。在對二者的設計和制造安裝的過程中，可采用預緊力技術對滾動軸承和滾珠絲杠的間隙進行消除，使其能夠保持良好穩定的運行。預緊力是指連接件在受到載荷的拉力作用之前，為了使連接件間的連接緊密度增強而預加的力，以預防隨著所受載荷的加重使連接件間產生間隙或者滑動，達到消除間隙的目的。本文從對滾動軸承和滾珠絲杠進行預緊的意義出發，分析對機床滾動軸承和滾珠絲杠進行預緊的方法。
1 滾動軸承的預緊方法分析
1.1 滾動軸承的預緊
對于滾動軸承的預緊是在裝配完成的軸承上，軸承的內、外圈在外力的作用下沿著軸線方向而產生相對移動。對軸承的預緊不僅可以是軸承內的間隙得以消除，同時還可以提高軸承的滾動體與內、外圈接觸的可靠度和緊密度。并且在預緊力的作用影響下，在接觸處發生一定的彈性變形，增大接觸面，從而使滾動體的負載力提高。進行預緊的滾動軸承，其整體的負載支承剛度提高，磨損有所補充，間隙減小或消除，從而提高旋轉精度。對滾動軸承的預緊方法有多種，常用的滾動軸承預緊方法有軸向預緊方法和徑向預緊方法。
1.1.1 軸向預緊方法
對于球軸承多采用軸向預緊方法。此預緊方法可以使軸承的角剛度和徑向剛度都得以提高，使剛度變化規律發生改變。如果在沒有徑向載荷的情況下，針對球軸承，以Fa 表示軸向載荷，以n δ 表示軸向變形，以a K 表示彈性變形的系數，則可以得出軸向的載荷和變形間的近似關系表達式：
（ 1）從球軸承的荷載變化可以看出，在相同的外加軸承荷載的情況下，如果再對軸承加以預緊，軸承的預緊荷載加上原有的外軸承荷載的雙重作用下，其軸向變形比原有單純的外軸承荷載的軸向變形有明顯的減小，因此，采用軸向預緊的方法可以球軸承的剛度得以提高。
1.1.2 徑向預緊方法
對于圓柱滾子軸承多采用徑向預緊方法。此種方法主要通過對軸承滾動體數的增加，來提高載荷的能力，從而使支承的剛度得以提高。通過徑向預緊，圓柱滾子軸承在進行高速運轉的過程中，可以是其運轉產生的離心力減小，預防和減少軸承旋轉打滑的現象出現。對于內孔呈圓錐形的軸承，在進行徑向預緊的時候，可將螺母內圈和固定套的位置加以鎖緊，使軸承的間隙盡量的縮小，達到預緊的目的。
1.2 滾動軸承預緊力大小的把握
對于軸承預緊力的大小要求受很多因素的影響和限制。在實際工作中，對于預緊力的大小的計算非常復雜，對此，可采用下面的方法對預緊力的大小進行估算。首先可以根據實際的生產加工情況，對滾動軸承的負荷類型進行判定。負荷類型通常可分為微、輕、中、重四種。然后根據設計手冊上的額定動負荷值除以系數得出的結果來大致確定預緊力的大小。但是，此種方法得出的結果僅是一個估算的值，與通過公式進行逐步計算的結果是存在一定的差距的。但是依然可以為實際工作中的預緊操作提供一個參考，如果在某種情況下需要得出精確的預緊力的值還是要通過公式來計算。
2 滾珠絲杠的預緊方法分析
2.1 滾珠絲杠的預緊
在機床中，對滾珠絲杠的預緊主要是指對其螺母副中間隙的消除。對滾珠絲杠的螺母副進行負載的預加，使絲杠副的螺母通過滾珠的轉動從正向和反向兩方面持續的對絲杠造成壓力，以使螺母和滾珠絲杠間存在的間隙消除，從而使滾珠絲杠的精度和剛度都得以提高。但是，在此過程中要注意對預緊力大小的把握。如果預緊力過小，間隙不能得到消除，直接影響滾珠絲杠的定位精度；如果預緊力過大，會增加摩擦力，加速絲杠的損耗，縮短使用壽命。另外，滾珠絲杠在運行中溫度的升高也對其造成熱變形的影響，直接影響其定位的準確度。熱伸長量公式：
（ mm） （ 2）
由上述可以看出溫度對熱伸長度有直接的影響。因此，對滾珠絲杠可采用預拉伸的預緊方法，以使熱變形對滾珠絲杠精度的影響減小或者消除。在實際的預緊操作中，可使拉伸量比預計的熱伸長量大些，以消除溫度的影響。也可加以采用潤滑油的方式，減小摩擦，降低溫度。潤滑油的方法同樣可在滾動軸承的預緊中加以使用。
2.2 扭矩- 轉角法在控制軸向預緊力中的應用
滾珠絲杠的預緊，對其螺母副進行預緊是重要方面。對螺母副進行預緊力的控制主要在于對其軸向預緊力的控制上。在機床的滾珠絲杠裝配預緊中，常采用扭矩- 轉角法對其軸向的預緊力進行適當的控制。此種方法是將螺母擰合到規定扭矩的基礎上再進行規定角度的轉動，以實現對軸向預緊力的控制。
具體操作方法參見下圖1 ：
、
設扭緊力矩為d M ，先以d M 的力矩將螺母1 預緊，將右半部分的支座上的螺釘擰緊后，再交替將螺母2 和螺母3 擰緊。計算出軸向支撐點面的零值所在的位置后輕扭螺母3 到額度伸長值并將其固定，最后將螺母2 同樣以d M 的力矩擰緊然后固定。此種方法在對滾珠絲杠螺母副的預緊中，表現出穩定性高，誤差小的優點。】
3 結束語
滾動軸承和滾珠絲杠作為現在數控機床的重要部件，對其進行間隙的消除意義重大。使用恰當有效的預緊方法，可很好將軸承在間隙中的游離竄動和絲杠的變形進行控制和消除。在實際的生產運行中，要根據實際的生產情況和加工要求，對滾動軸承和滾珠絲杠采取相應的預緊方法，達到既對絲杠進行有效的拉伸，又達到對軸承預緊的雙重目的，從而提高整個系統的剛度和精度，使其充分的發揮作用。
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
